硫酸バリウム(BaSO₄)フィラーは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)複合材料に広く使用され、要求の厳しい用途向けに特定の材料特性を強化しています。その高密度、化学的不活性、熱安定性により、耐食性と純度が重要な医薬品、食品加工、化学薬品取り扱いなどの産業に最適です。PTFEでは、硫酸バリウムが耐摩耗性を向上させ、荷重下での変形を抑え、過酷な環境に耐えながら低摩擦を維持します。これらの複合材料は、シール、ガスケット、パイプライン部品、特にFDA準拠の材料を必要とするステンレス鋼システムで一般的に使用されています。フィラーはまた、PTFEライニングの浸透を抑制し、高圧または高純度システムにおける機器の寿命を延ばすのに役立ちます。
キーポイントの説明
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機械的特性の向上
- 硫酸バリウムはPTFEの 耐摩耗性 および 圧縮強度 を向上させ、コールドフロー（荷重下での永久変形）を低減します。
- フィラーの高密度（～4.5g/cm³）は、ベアリングやスラストワッシャーのような高荷重用途における寸法安定性を向上させます。
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化学的および熱的安定性
- BaSO ₄は化学的に不活性であり、酸、アルカリ、溶媒に曝される PTFE複合材料に適しています。 酸、アルカリ、溶剤にさらされる 化学処理に使用される。
- PTFEの実用限界は260℃であるが、1,580℃まで耐える。この相乗効果により、滅菌可能なシステム（医薬品パイプラインなど）でも性能を発揮します。
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産業別アプリケーション
- 製薬/食品:パイプライン パイプライン FDAコンプライアンスと非汚染が重要なパイプライン、バルブ、シール。フィラーの白色は、顔料関連の汚染リスクを回避します。
- 化学処理:反応器や貯蔵タンクのライニングは、硫酸や塩素のような腐食性媒体に対するBaSO₄の耐性を活用しています。
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PTFEにおける補完的フィラー
- 硫酸バリウムは化学的不活性に優れていますが、他のフィラー、例えば ガラス繊維 (または カーボン・グラファイト (導電性）は、異なるニーズに応じて選択される。
- 例導電性が要求されるシールでは、BaSO₄の代わりにカーボン・グラファイト・フィラーが使用される。
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性能のトレードオフ
- BaSO₄充填のPTFEは、非充填のPTFEと比較し て柔軟性が若干低下するが、動的用途（回転シ ールなど）では耐久性が向上する。
- 耐浸透性も向上しており、燃料やガスパイプラインのライニングには不可欠です。
硫酸バリウム充填材を選択することで、エンジニアはPTFEが本来持っている非反応性と、過酷な環境下での機械的堅牢性のバランスをとることができます。このため、PTFEは、故障が許されない産業における基幹材料となっています。
総括表
| 財産 | 利点 |
|---|---|
| 耐摩耗性 | 荷重による変形を抑え、シールやベアリングに最適。 |
| 化学的不活性 | 酸、アルカリ、溶剤に強く、腐食性環境に最適。 |
| 熱安定性 | 高温に耐え、滅菌可能なシステムに適しています。 |
| FDA準拠 | 非汚染性で医薬品や食品加工に安全。 |
| 浸透コントロール | 高圧または高純度システムのライニングの寿命を延ばします。 |
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